3.3.4. Вопросы для самоконтроля (защиты контрольной работы)

1. Как выглядит условие прочности при изгибе бруса?

2. Какова последовательность прочностного расчета бруса

при изгибе?

3. Какие сечения бруса при изгибе считаются опасными?

4. Какие точки поперечного сечения бруса считаются опасными?

5. Как учитываются механические характеристики материала при определении запасов прочности?

6. Расчет конструкции на прочность при изгибе.

7. Как определяется допускаемое напряжение?

Часть III. Детали механизмов и машин Задача 1. Расчет заклепочных соединений

3.1.1. Содержание задания

Узел фермы (рис. 2.4.1) состоит из фасонки (лист), раскоса и стойки, которые крепятся заклепками. Диаметр заклепок d= 17 мм. Уси­лия в раскосе N₁= 110 кН, в стойке N₂ = 80 кН. Толщина фасонки мм. Определить необходимое число заклепок, еслиМПа;МПа. Входные данные в таблице 2.4.1.

Рисунок 2.4.1 – Узел фермы

Таблица 2.4.1 – Входные данные для задачи 2.4.1

№ варианта	N1, кН	N2, мм	δ, мм	d, мм	[σ]см, МПа	[τ], МПа
1	90	80	5	15	300	140
2	95	85	6	16	300	140
3	100	90	7	17	300	140
4	110	95	8	18	300	140
5	115	100	9	19	300	140
6	90	80	10	15	300	140
7	95	85	7	16	300	140
8	100	90	8	17	300	140
9	110	95	9	18	300	140
10	115	100	10	19	300	140
11	90	80	7	15	300	140
12	95	85	8	16	300	140
13	100	90	9	17	300	140
14	110	95	10	18	300	140
15	115	100	7	19	300	140
16	100	80	7	18	300	140
17	110	85	8	19	300	140
18	115	90	9	15	300	140
19	90	95	10	16	300	140
20	95	100	7	17	300	140
21	100	80	8	18	300	140
22	110	85	9	19	300	140
23	115	90	10	18	300	140
24	90	95	7	19	300	140
25	95	100	8	15	300	140
26	100	80	9	16	300	140
27	110	85	10	17	300	140
28	115	90	7	18	300	140
29	100	95	7	19	300	140
30	90	100	8	18	300	140

3.1.2. Краткие сведения по теории и методические рекомендации по решению задач

Соединение, осуществляемое заклепками, относится к неразъемным соединениям, т. к. для того, чтобы разъединить детали необходимо разру­шить заклепки.

Заклепки применяют в соединениях, для которых методы сварки и склеивания малоэффективны или непригодны: в соединениях деталей из разнородных материалов, цветных металлов и сплавов, где нагрев недопус­тим из-за коробления; в особо ответственных случаях; в соединениях, рабо­тающих при вибрационных нагрузках (авиация) и др.

Заклепка представляет собой стержень круглого поперечного сечения с головками по концам, одна из которых, называемая закладкой, изготовля­ется вместе со стержнем, а другая, называемая замыкающей, выполняется в процессе клепки.

Опыт эксплуатации конструкций показал, что нарушения соединений вызываются обрывом головки с разрушениями стержней, смятием стенок отверстий и стержней, а также разрушением соединяемых листов, ослабленных отверстиями. Следовательно, основными критериями работоспо­собности являются прочность заклепок и листов соединений.

Рисунок 2.1.3 - Заклепочные соединения встык.

а – односрезные заклепочные соединения: б — двухсрезные заклепочные соединения; в - двух срезные заклепочные соединения с шахматным расположением заклепок.

При расчете прочных швов предполагается, что нагрузка F распределя­ется между заклепками шва равномерно, а сила трения, возникающая меж­ду соединенными деталями, в расчете не учитывается.

В нахлесточном соединении (рис. 2.1.3, а) внешние нагрузки F образуют пару сил, момент которой мал в связи с малым плечом.

Расчетные формулы на прочность следующие:

1. Условие прочности заклепок на срез (рис.2.1.3, в):

где

,

i — число плоскости среза среза (на рис. 2.1.3, аi = 1, на рис. 2.1.3, бi = 2); z — число заклепок шва; табл. 1.5.

Условие прочности соединяемых деталей на смятие (рис. 2.1.4).

где

— меньшая из толщины соединяе­мых деталей;

z — число заклепок в ряду.

Рисунок 2.1.3

Условие прочности соединяемых деталей на растяжение:

где

p – шаг заклепочного соединения принимаем р=(3…6)d;

d – диаметр заклепки.

Таблица 1.5 – Выбор допускаемых напряжений

Вид напряжений		Обработка отверстий	Допускаемые напряжения, МПа
			Ст0 и Ст2	Ст3
Срез Срез		Сверление	140	140
		Продавливание	100	100
Смятие Смятие		Сверление	280	320
		Продавливание	240	280